JP2567100B2 - Compact acceleration measurement recorder - Google Patents
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- JP2567100B2 JP2567100B2 JP1158293A JP15829389A JP2567100B2 JP 2567100 B2 JP2567100 B2 JP 2567100B2 JP 1158293 A JP1158293 A JP 1158293A JP 15829389 A JP15829389 A JP 15829389A JP 2567100 B2 JP2567100 B2 JP 2567100B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
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- G01P1/127—Recording devices for acceleration values
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は小型加速度測定記録装置に関し、物体に加わ
る微小な加速度の時間的変化を記録するに適した装置及
び加速度環境をμGレベルにまで向上した無重力実験方
法を提供することを目的とし、 小型加速度測定記録装置において、加速度センサと、
加速度センサの信号をディジタル変換するAD変換器と、
ディジタル信号の処理を行う制御素子と、加速度の変化
データをストアする着脱可能な外部記憶装置と、前記セ
ンサに電力を供給するバッテリとから構成され、前記AD
コンバータ、前記制御素子および前記外部記憶装置およ
び前記小型加速度測定記録装置が測定すべき運動系に搭
載され、前記小型加速度測定記録装置が前記バッテリに
よって駆動される小型加速度測定記録装置、及びスペー
スシャトルもしくは航空機の弾道飛行を用いて無重力実
験を行う方法であって、無重力実験系をスペースシャト
ルもしくは航空機から浮遊させて行う無重力実験方法に
より達成される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] The present invention relates to a small-sized acceleration measurement recording device, and a device suitable for recording a temporal change of a minute acceleration applied to an object and a weightlessness experiment method in which an acceleration environment is improved to a μG level. In order to provide a small acceleration measurement recording device, an acceleration sensor,
An AD converter that digitally converts the signal of the acceleration sensor,
A control element that processes digital signals, a removable external storage device that stores change data of acceleration, and a battery that supplies power to the sensor, and the AD
A converter, the control element, the external storage device, and the small acceleration measurement recording device are mounted on a motion system to be measured, and the small acceleration measurement recording device is driven by the battery, and a space shuttle or This is a method for performing weightlessness experiments using ballistic flight of an aircraft, and is achieved by a weightlessness experiment method in which a weightlessness experiment system is suspended from a space shuttle or an aircraft.
1.発明の技術分野 本発明は小型加速度測定記録装置、とくに物体に加わ
る微小な加速度の時間的変化を記録するに適した装置に
関する。1. Technical Field of the Invention The present invention relates to a small acceleration measurement recording device, and more particularly to a device suitable for recording a minute change in acceleration applied to an object.
さらに本発明はスペースシャトルもしくは航空機の弾
道(もしくはパラボリック)飛行による無重力実験にお
いて無重力実験系をスペースシャトルもしくは航空機か
ら浮遊させて行う無重力実験装置に関する。Further, the present invention relates to a weightless experimental apparatus for floating the weightless experimental system from the space shuttle or the aircraft in the weightless experiment by the ballistic (or parabolic) flight of the space shuttle or the aircraft.
2.関連技術の説明 近年、新材料の開発のために無重力環境を利用するこ
とが注目されている。これは、無重力下では、地上では
得られない物理現象例えば溶液又は融液の対流や、その
中で生成する結晶の沈降などが起こらないなどの現象を
容易に起こすことが可能であり、新規な材料の創製の可
能性が内在するためである。無重力環境の提供の場とし
ては、宇宙空間が最も理想的であり、米国航空宇宙局
(NASA)のプロジェクトであるスペースシャトルや、日
本における第一次材料実験計画(FMPT)など、宇宙環境
での実験が精力的に進められている。また、比較的簡便
に行える無重力実験としては、航空機の弾道飛行による
無重力場の提供や、高い塔からの、あるいは深い垂直抗
における実験系の自由落下による短時間の無重力の利用
が代表的である。2. Description of Related Technology In recent years, attention has been paid to the use of weightless environment for the development of new materials. This is because under physical gravity, it is possible to easily cause physical phenomena that cannot be obtained on the ground, such as convection of a solution or a melt, and precipitation of crystals generated therein. This is because there is an inherent possibility of creating the material. Space is the most ideal place to provide a zero-gravity environment, and the space environment, such as the Space Shuttle, a project of the NASA project, and the First Material Experiment Program (FMPT) in Japan, Experiments are being carried out vigorously. In addition, as a weightlessness experiment that can be performed relatively easily, it is typical to provide a weightlessness field by ballistic flight of an aircraft, and to use weightlessness for a short time from a high tower or by free fall of the experimental system at a deep vertical drag. .
しかしながら、上記の系においても、物体に加わる重
力はほとんど零に近いが、完全に零ではなく、一般的に
は、垂直自由落下では1×10-5〜1×10-3G、宇宙実験
では1×10-6〜1×10-3G、航空機実験では1×10-4〜
1×10-2G程度の無重力が得られると言われている。さ
らに、上記の系においては、地球に対して垂直方向の加
速度、いわゆる重力は零に近いものの、実験系の振動な
ど、水平方向に加わる加速度が零である保証は無い。こ
のため、かかる実験系において、時々刻々と変化する加
速度を記録することは、実験の質を決定する上で重要と
なる。また、無重力環境における実験機会は時間や費用
の点で大きな制限があり、最小の実験回数で有意水準の
高いデータを得ることが求められているため、得られた
実験結果の信頼性を向上する上で、加速度変化のデータ
を収集することが重要である。However, even in the above system, the gravity applied to the object is close to zero, but it is not completely zero. Generally, in vertical free fall, 1 × 10 −5 to 1 × 10 −3 G, and in space experiments 1 × 10 -6 〜 1 × 10 -3 G, 1 × 10 -4 〜 in aircraft experiments
It is said that a weightlessness of about 1 × 10 -2 G can be obtained. Further, in the above system, although the acceleration in the vertical direction with respect to the earth, so-called gravity, is close to zero, there is no guarantee that the acceleration applied in the horizontal direction due to the vibration of the experimental system is zero. Therefore, in such an experimental system, it is important to record the acceleration that changes from moment to moment in order to determine the quality of the experiment. In addition, the opportunity for experiments in a zero-gravity environment is greatly limited in terms of time and cost, and it is required to obtain high-level data with a minimum number of experiments, thus improving the reliability of the obtained experimental results. Above, it is important to collect data on acceleration changes.
従来、加速度を測定するには、大きさが80cm×80cm×
40cm程度で、重量が20kg程度の測定・記録装置を必要と
していた。その装置は、加速度センサの信号を増幅する
アンプ、アンプの信号をディジタル変換するAD変換器、
信号の処理を行う中央処理装置、加速度の変化を記録さ
せる補助記憶装置及びペン式記録計などから構成されて
いた。Conventionally, to measure acceleration, the size is 80 cm x 80 cm x
It required a measuring and recording device that weighed about 20 kg and was about 40 cm. The device is an amplifier that amplifies the signal of the acceleration sensor, an AD converter that digitally converts the signal of the amplifier,
It was composed of a central processing unit that processes signals, an auxiliary storage device that records changes in acceleration, and a pen recorder.
このような従来の大きく、かつ重い加速度測定装置
は、宇宙船(スペースシャトル)又は航空機全体の加速
度を測定する場合は問題ないが、材料実験に代表され
る、限られた空間内の局所的加速度の測定が必要となる
場合には、かかる大きな測定装置の使用は適当でない。Although such a conventional large and heavy acceleration measuring device has no problem when measuring the acceleration of a spacecraft (space shuttle) or the entire aircraft, it is a local acceleration in a limited space represented by a material experiment. The use of such a large measuring device is not appropriate when the measurement of 10 is required.
従って、前記したような材料開発などにおける無重力
実験用の加速度変化の測定においては、前記したような
従来の大型の測定装置は実験系の特定の位置での加速度
変化の測定には適用できず、加速度データは、宇宙船あ
るいは航空機全体の加速度変化のデータにて代表せざる
を得なかった。しかし、これでは特定の現象が生じた瞬
間の、特定の位置における加速度が正確に把握できない
ため、実験の質に制限が生じていた。Therefore, in the measurement of acceleration change for weightlessness experiments in material development as described above, the conventional large-sized measuring device as described above cannot be applied to measurement of acceleration change at a specific position of the experimental system, Acceleration data had to be represented by data of acceleration changes in the entire spacecraft or aircraft. However, this limits the quality of the experiment because the acceleration at the specific position at the moment when the specific phenomenon occurs cannot be accurately grasped.
かかる問題を解決するためには、従来の加速度測定・
記録装置において、例えば加速度センサ部をその制御・
記録部と分離し、ケーブルで接続する方法も考えられる
が、この場合には、ケーブルを通じて加わる外部からの
振動等による系の撹乱は避けられないため、信頼のおけ
るデータが得られず、また、測定の速度も、例えばビデ
オカメラによる現象の画像記録に対応するだけの高速記
録は困難であった。In order to solve this problem, conventional acceleration measurement
In the recording device, for example, the acceleration sensor unit
A method of separating from the recording part and connecting with a cable is also conceivable, but in this case, since system disturbance due to external vibration applied through the cable is unavoidable, reliable data cannot be obtained, and For the measurement speed, it was difficult to record at high speed enough to correspond to the image recording of the phenomenon by a video camera, for example.
一方において、近年、半導体技術の進歩により、C−
MOSプロセスによりスタテックRAM(随時書込読出可能記
憶素子:S−RAM)の性能が向上している。On the other hand, C-
The performance of static RAM (Storable RAM that can be written / read at any time: S-RAM) is improved by the MOS process.
即ち、1素子あたりの記憶密度が高まるとともに、低
消費電力で動作が可能なRAMが出現するに到っている。
このS−RAMの特徴を生かした応用の一つとして、従
来、磁気テープ、磁気ディスク、フロッピィディスクな
どの外部記憶媒体を、S−RAMで構成する方法が考えら
れる。That is, as the storage density per element increases, a RAM capable of operating with low power consumption is emerging.
As one of applications that make use of the characteristics of the S-RAM, a method of configuring an external storage medium such as a magnetic tape, a magnetic disk, and a floppy disk with the S-RAM can be considered.
このS−RAMを使用した外部記憶媒体の特徴は、高速
で書き込みおよび読み出しが可能なため、コンピュータ
システム等に応用した場合においては、プログラムやデ
ータのアクセス時間を従来に比べ大幅に短縮できる点で
ある。また、固体素子であるために、可動部分や磨滅す
る部分は全くなく、寿命が長く、かつ信頼性が高いとい
う長所がある。そして、具体的にコンピュータシステム
に応用される場合は、取り扱いの容易さから、一枚の板
状の“RAMカード”として用いられる場合が多い。The characteristic of the external storage medium that uses this S-RAM is that it can write and read at high speed, so that when it is applied to a computer system, the access time for programs and data can be greatly shortened compared to the conventional method. is there. Also, since it is a solid-state element, it has no moving parts or parts to be worn away, and has the advantages of long life and high reliability. When it is specifically applied to a computer system, it is often used as a single plate-shaped "RAM card" for easy handling.
上記のRAMカードがコンピュータシステムに正しく装
着され、自由にデータのアクセスが可能な状態に置かれ
ているか否かを検出するためには、装着の有無を検出す
るための電気的接点を1回路以上設け、この接点の電気
的な探索により、RAMカードの装着を検出する方法が一
般的である。あるいは、発光素子と受光素子の組み合わ
せによる、いわゆるフォトインタラプタによるRAMカー
ド検出が頻繁に用いられている。In order to detect whether the above RAM card is properly installed in the computer system and is in a state where data can be freely accessed, one or more circuits of electrical contacts for detecting the installation or non-installation are provided. A general method is to provide the RAM card and detect the mounting of the RAM card by electrically searching for the contact. Alternatively, RAM card detection by a so-called photo interrupter, which is a combination of a light emitting element and a light receiving element, is frequently used.
しかしながら、前者においては、RAMカードの装着検
出のための専用接点が必要であり、小型化の難しいコネ
クタ接点の数を増加させ、結果としてシステムの小型化
を妨げる要因になりかねない。一方、後者の方法におい
ては、フォトインタラプタの検出光路を設ける必要があ
り、空間的にやはり小型化には不利であるとともに、た
とえばRAMカードが見掛け上正しく装着されているにも
かかわらず、接点部の装着不良等の事故はこのメカニズ
ムを用いることによっては検出が不可能であった。However, in the former case, a dedicated contact for detecting the mounting of the RAM card is required, which may increase the number of connector contacts that are difficult to miniaturize, and as a result may hinder the miniaturization of the system. On the other hand, in the latter method, it is necessary to provide a detection optical path for the photointerrupter, which is also disadvantageous in terms of spatial miniaturization, and, for example, even if the RAM card is apparently installed correctly, the contact part Accidents such as poor mounting of the car could not be detected by using this mechanism.
従って、従来の方法では、RAMカードを用いたシステ
ムの小型化には不利であった。一方、信頼性の点におい
ても、従来の方法には問題があり、確実に、すなわちシ
ステムのデータを任意に読み書きする状態での装着の有
無を検出することは困難であった。Therefore, the conventional method is disadvantageous in reducing the size of the system using the RAM card. On the other hand, in terms of reliability, there is a problem in the conventional method, and it is difficult to reliably detect the presence / absence of attachment in a state of arbitrarily reading / writing system data.
本発明は、かゝる従来の加速度測定・記録装置の問題
点を排除し、物体に作用する加速度を該物体と同一の運
動系に搭載して微小な加速度の時間的変化を測定記録す
ることを可能にする小型加速度測定記録装置を提供する
ことを目的とする。The present invention eliminates the problems of such a conventional acceleration measuring / recording device, and mounts an acceleration acting on an object in the same motion system as the object to measure and record a minute change in acceleration. It is an object of the present invention to provide a small acceleration measurement recording device that enables
本発明に係る小型加速度測定記録装置は加速度センサ
と、加速度センサの信号をディジタル変換するAD変換器
と、ディジタル信号の処理を行う制御素子と、加速度の
変化を記憶する着脱可能な外部記憶装置とから構成され
る、物体に作用する加速度を該物体と同一の運動系に搭
載して測定することを可能にした小型加速度測定記録装
置である。A small-sized acceleration measurement recording device according to the present invention includes an acceleration sensor, an AD converter that digitally converts a signal from the acceleration sensor, a control element that processes a digital signal, and a removable external storage device that stores a change in acceleration. It is a small-sized acceleration measurement recording device capable of measuring the acceleration acting on an object by mounting it on the same motion system as the object.
即ち、本発明では、前記の問題を解決するため、従来
の加速度記録装置におけるペン式レコーダによる記録
や、フロッピーディスク、磁気テープなどの補助記憶装
置に代えて、データを測定装置(回路)に容易に着脱可
能な固体素子を使用した記憶装置に蕃積し、測定データ
の量に応じてこれを交換するようにして測定加速度デー
タを、高速でかつ長時間記録することを可能にしたもの
である。That is, in the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, data can be easily read by a measuring device (circuit) in place of recording by a pen-type recorder in a conventional acceleration recording device or an auxiliary storage device such as a floppy disk or a magnetic tape. It is possible to record the measured acceleration data at high speed and for a long time by accumulating it in a storage device using a removable solid element and exchanging it according to the amount of measured data. .
本発明の他の目的はコンピュータシステムに半導体記
憶素子を用いた外部記憶媒体を装着して用いる場合に記
憶媒体の装着を確認するための記憶媒体検出方式に関
し、 装着の確認を特別の装置を用いることなく容易かつ確
実に行うことにある。Another object of the present invention relates to a storage medium detection method for confirming the mounting of the storage medium when the computer system is mounted with an external storage medium using a semiconductor storage element, and a special device is used to confirm the mounting. It is to do it easily and surely.
本発明は、上記の課題を解決するため、コンピュータ
システムに半導体記憶素子を用いた外部記憶媒体を装着
して処理するに際して、記憶素子の内容の一部または全
部に対する任意のデータの書き込みと読み出しによるデ
ータの比較により、前記外部記憶媒体の装着を確認する
ことを特徴とする記憶媒体検出方式を提供する。In order to solve the above problems, the present invention provides a method of writing and reading arbitrary data with respect to a part or all of the contents of a storage element when an external storage medium using a semiconductor storage element is attached to a computer system for processing. There is provided a storage medium detection method characterized by confirming attachment of the external storage medium by comparing data.
即ち、本発明においては、RAMカードの任意書込読出
機能を応用して、特定の番地に任意のデータを書き込
み、これを後に読み出して、書き込んだデータと照合
し、一致した場合にのみRAMカードの装着有りと判定す
る方法を採用するものである。That is, in the present invention, the arbitrary writing / reading function of the RAM card is applied to write arbitrary data at a specific address, which is read out later and collated with the written data. The method of determining that the device is attached is adopted.
本発明の他の目的は無重力実験を行う改良された方法
を提供することにある。Another object of the present invention is to provide an improved method for performing weightlessness experiments.
この目的を達成するため本発明によれば、スペースシ
ャトルもしくは航空機の弾道飛行を用いて無重力実験を
行う方法であって、無重力実験系をスペースシャトルも
しくは航空機から浮遊させて行う方法が提案される。In order to achieve this object, the present invention proposes a method of performing weightlessness experiments using a space shuttle or ballistic flight of an aircraft, in which a weightlessness experiment system is suspended from the space shuttle or aircraft.
第1図は従来の加速度測定装置の典型的な例を示す。
第1図に示す装置は加速度センサ1、AD変換器2、制御
素子3、入出力回路4、外部記憶装置5、ペン型レコー
ダ6および電源回路7を有する。この型の装置は大きさ
が80cm×80cm×40cm、重さが20kg程度を必要とした。FIG. 1 shows a typical example of a conventional acceleration measuring device.
The device shown in FIG. 1 has an acceleration sensor 1, an AD converter 2, a control element 3, an input / output circuit 4, an external storage device 5, a pen-type recorder 6 and a power supply circuit 7. This type of device required a size of 80 cm × 80 cm × 40 cm and a weight of about 20 kg.
このような従来の大きく、かつ重い加速度測定装置
は、宇宙船(スペースシャトルなど)又は航空機全体の
加速度を測定する場合は問題ないが、材料実験に代表さ
れる、限られた空間内の局所的加速度の測定が必要とな
る場合には、かかる大きな測定装置の使用は適当でな
い。Although such a conventional large and heavy acceleration measuring device has no problem when measuring the acceleration of a spacecraft (such as a space shuttle) or the entire aircraft, it does not have a problem in a local space within a limited space, such as a material experiment. The use of such large measuring devices is not suitable when acceleration measurements are required.
第2図は、本発明の原理説明図である。図中、11は加
速度センサ、12はAD変換器、13は制御素子又は中央処理
装置(例えば8ビットマイクロプロセッサ)、14は着脱
可能な高速外部記憶装置、15は電源回路、16は入出力回
路を示す。FIG. 2 is an explanatory view of the principle of the present invention. In the figure, 11 is an acceleration sensor, 12 is an AD converter, 13 is a control element or central processing unit (for example, 8-bit microprocessor), 14 is a removable high-speed external storage device, 15 is a power supply circuit, and 16 is an input / output circuit. Indicates.
高速外部記憶装置14として、大容量のスタティックあ
るいはダイナミック方式の随時書込み読出式記憶素子
(RAM)を用いれば、小型の電池でデータのバックアッ
プが可能となり、見掛け上の不揮発記憶装置が実現でき
る。特に着脱可能な機械的駆動部を有しない記録媒体
(例えばリチウム電池でバックアップしたスタティック
RAMカード)を外部記憶装置として使用するのが好まし
い。If a high-capacity static or dynamic type write / read type storage element (RAM) is used as the high-speed external storage device 14, data can be backed up with a small battery, and an apparent nonvolatile storage device can be realized. In particular, a recording medium that does not have a removable mechanical drive (for example, a static backup with a lithium battery)
It is preferable to use a RAM card) as the external storage device.
本発明では、第2図に示したように、軽量で高速の着
脱可能な記憶装置を加速度測定記録装置に備えて、時間
とともに微小に変化する加速度の値を高速に測定可能と
した。その測定速度は、ビデオ画像の1フレーム以下の
サンプリングタイムであり、測定系における画像記録デ
ータに対応可能である。In the present invention, as shown in FIG. 2, a light-weight, high-speed removable storage device is provided in the acceleration measurement recording device to enable high-speed measurement of an acceleration value that slightly changes with time. The measurement speed is a sampling time of one frame or less of a video image, and can correspond to image recording data in the measurement system.
従って、航空機や宇宙船などのように限られた空間
で、高速で変化する物理現象の観察などの実験を進める
必要がある場合に、従来の装置では測定不可能なデータ
が入手可能となる。Therefore, when it is necessary to proceed with an experiment such as observation of a physical phenomenon that changes at high speed in a limited space such as an aircraft or a spaceship, data that cannot be measured by the conventional device can be obtained.
第3図は本発明の一実施例構成図であり、小型静的加
速度測定記録装置を示している。図中、第2図で示した
ものと同一のものは同一の信号で示してある。11a〜11c
は小型化高精度化に有利なサーボ型加速度センサ(日本
航空電子(株)製、JA5V)、12はAD変換器(アナログデ
バイセズ(株)製、AD7582)、13は中央処理装置(富士
通(株)、MB68B09)、15は電源回路(ニッケル−カド
ミウム電池と定電圧装置)、16はLED表示器および制御
用スイッチである。14は256kbitのスタティックRAM、4
個を用いて構成される外部補助記録ブロックであり、こ
れは多極コネクタ19を介して本体に容易に着脱可能であ
る。加速度の測定においては、三次元方向の同時測定が
重要であるため、例えば加速度センサ11a〜11cを3個使
用し、互いに直交する向きにセットし、これらの出力
は、サンプリング信号に同期して17a〜17cのサンプル−
ホールド回路に記憶された後、AD変換器で順次ディジタ
ル値に変換される。また測定のダイナミックレンジを拡
大するため、18a〜18cで示す可変利得制御増幅器を加速
度センサ11a〜11cとサンプルホールド回路17a〜17cの間
に挿入してある。中央処理素子13は、測定の全ての手順
をROM(Read Only Memoty)に書き込まれたプログラム
に従って進める。この場合、データのサンプリングの間
隔はスイッチから入力された値で行い、測定の開始およ
び終了は、やはり外部のスイッチにより行う。あるいは
加速度測定の起動点および終了点は加速度センサの出力
信号、例えば航空機の弾道もしくはパラボリック飛行に
よって変化するものをトリガとして用いることによって
自動的に決定することもできる。弾道飛行を行う場合、
第4図、第5図のようなZ軸方向の加速度を基準とし加
速度が大→小への所定値以下となる点を起動点とし又加
速度が小→大への所定値以上となる点を終了点として自
動的にサンプリングすることができる。制御回路は常に
航空機の重力状態を測定し、実験装置の無重力実験の起
動もしくは自由浮遊の開始およびその終了のサンプルの
タイミングを決定し、その値を浮遊の機構にフィードバ
ックしてサンプリング時間を制御することができる。可
変利得制御回路18a〜18cの利得制御は、フルスケール値
に対する測定データの値から、中央処理素子が自動的に
計算して求める。FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention, showing a compact static acceleration measurement recording device. In the figure, the same components as those shown in FIG. 2 are represented by the same signals. 11a-11c
Is a servo type acceleration sensor (JA5V made by Japan Aviation Electronics Co., Ltd.) which is advantageous for miniaturization and high accuracy, 12 is an AD converter (AD7582 made by Analog Devices Co., Ltd.), and 13 is a central processing unit (Fujitsu Ltd. ), MB68B09), 15 is a power supply circuit (nickel-cadmium battery and constant voltage device), 16 is an LED display and a control switch. 14 is 256kbit static RAM, 4
It is an external auxiliary recording block configured by using one piece, which can be easily attached to and detached from the main body via the multipolar connector 19. Since simultaneous measurement in three-dimensional directions is important in measuring acceleration, for example, three acceleration sensors 11a to 11c are used and set in directions orthogonal to each other, and these outputs are synchronized with the sampling signal 17a. ~ 17c sample −
After being stored in the hold circuit, it is sequentially converted into a digital value by the AD converter. In order to expand the dynamic range of measurement, variable gain control amplifiers 18a to 18c are inserted between the acceleration sensors 11a to 11c and the sample hold circuits 17a to 17c. The central processing element 13 advances all the measurement procedures according to a program written in a ROM (Read Only Memoty). In this case, the data sampling interval is the value input from the switch, and the measurement start and end are also performed by the external switch. Alternatively, the starting point and the ending point of the acceleration measurement can be automatically determined by using the output signal of the acceleration sensor, for example, the one changed by the trajectory of the aircraft or the parabolic flight as a trigger. When performing ballistic flight,
With reference to the acceleration in the Z-axis direction as shown in FIGS. 4 and 5, a point at which the acceleration falls below a predetermined value from large to small is used as a starting point, and a point at which the acceleration exceeds a predetermined value from small to large. It can be automatically sampled as an end point. The control circuit always measures the gravity state of the aircraft, determines the timing of the start of the weightless experiment of the experimental equipment or the start and end samples of free floating, and feeds back that value to the floating mechanism to control the sampling time be able to. The gain control of the variable gain control circuits 18a to 18c is automatically calculated by the central processing element from the value of the measured data with respect to the full scale value.
本体の形状は、例えば12cm×18cm×12cmの直方体で、
重量は1kg程度である。The shape of the main body is, for example, a rectangular parallelepiped of 12 cm × 18 cm × 12 cm,
The weight is about 1 kg.
本発明に係る小型加速度測定記録装置の外部補助記憶
装置に記録されたデータは、実験終了後、他の装置によ
り読みだして、処理することができる。The data recorded in the external auxiliary storage device of the small-sized acceleration measurement recording device according to the present invention can be read and processed by another device after the experiment is completed.
本実施例による測定データの一例を第4図及び第5図
に示す。An example of the measurement data according to this embodiment is shown in FIGS. 4 and 5.
第4図および第5図は米国航空宇宙局(NASA)所有の
弾道飛行実験機KC−135による微小重量実験における加
速度データの一例である。FIGS. 4 and 5 are examples of acceleration data in the microgravity experiment by the ballistic flight experimental aircraft KC-135 owned by the National Aeronautics and Space Administration (NASA).
第4図は実験装置をKC−135の機体に固定して加速度
データを収集したものである。この図において、前半20
秒の間では加速上昇によりZ軸(鉛直)方向には2G(重
力加速度の2倍)程度の加速度が記録されている。次の
20秒は、エンジン推力の減少により微小重力が実現され
ている。しかしながら、エンジンおよび気流の変動等に
起因する振動は±70mG程度あり、微小重力環境における
機体の振動成分が無視し得ないことがわかる。Fig. 4 shows the acceleration data collected by fixing the experimental device to the KC-135 fuselage. In this figure, the first half 20
Acceleration of about 2 G (twice the gravitational acceleration) was recorded in the Z-axis (vertical) direction during the second due to the acceleration increase. next
For 20 seconds, microgravity is realized due to the reduction of engine thrust. However, the vibration caused by the fluctuation of the engine and the air flow is about ± 70 mG, which means that the vibration component of the airframe in the microgravity environment cannot be ignored.
すなわち第4図に実験装置を機体の床に固定した場合
の代表的な加速度変化のパターンを示す。弾道飛行の初
期には、Z軸方向に約1.8G程度の高重力が観測される
が、エンジン推力の低下により、約3秒程で0.1G以下の
微小重力状態に到達する。また、Y軸方向には、弾道飛
行初期に0.2G程度の加速度が加わっており、機体の姿勢
と推力が反映されていると思われる。弾道飛行終期に
は、機体の立て直しによる高重力が同様に加わってい
る。That is, FIG. 4 shows a typical acceleration change pattern when the experimental apparatus is fixed to the floor of the aircraft. At the beginning of ballistic flight, high gravity of about 1.8 G is observed in the Z-axis direction, but due to the decrease in engine thrust, it reaches a microgravity state of 0.1 G or less in about 3 seconds. In the Y-axis direction, an acceleration of about 0.2 G is applied at the beginning of ballistic flight, and it is considered that the attitude and thrust of the airframe are reflected. At the end of ballistic flight, high gravity due to the rebuilt aircraft is also added.
第5図は、本発明による小型加速度測定記録装置を含
んだ測定装置全体を機体から浮遊させて測定したデータ
である。初期の10秒間は第4図と同様に過重力が記録さ
れている。次の10秒は、手操作により実験装置全体を浮
遊させている時間であり、装置に触れることによる振動
が記録されている。以上の説明において実験装置全体と
いうのは、例えば、結晶成長実験装置、もしくはとくに
たん白質結晶もしくはInPもしくはGaAsのごときIII−V
族合成半導体結晶またはSiもしくはGeもしくは例えばUS
P4755363またはFujitsu Scientific&Technical Journa
l 1988,Vol24,No.2 p126〜131に開示される自動多結晶
準備装置のごときものを称する。また宇宙においてたん
白質結晶を生成する実験装置または液体滴の自由表面の
模様またたとえば水溶液滴安定に影響する臨界Gレベル
の基礎データもしくは2つの水溶液滴の融合の実験装置
の要素技術に関する液体の処理方法に関する。しかしな
がらさらに次の5秒間は該装置全体が低重量状態にあっ
て、全装置がフローテング状態になり記録された加速度
はほとんど0に近く、非常に高品質の微少重力環境が実
現されることを証明している。FIG. 5 shows data measured by suspending the entire measuring device including the small-sized acceleration measuring recording device according to the present invention from the machine body. In the initial 10 seconds, hypergravity is recorded as in Fig. 4. The next 10 seconds is the time during which the entire experimental device is suspended by hand, and the vibration caused by touching the device is recorded. In the above description, the entire experimental apparatus is, for example, a crystal growth experimental apparatus, or in particular a protein crystal or III-V such as InP or GaAs.
Group synthetic semiconductor crystal or Si or Ge or eg US
P4755363 or Fujitsu Scientific & Technical Journa
l 1988, Vol 24, No. 2, p 126-131. Also, the liquid treatment relating to the experimental equipment for producing protein crystals in the universe or the free surface pattern of liquid droplets or basic data of critical G level affecting the stability of, for example, an aqueous solution droplet, or the elemental technology of the experimental equipment for the fusion of two aqueous solution droplets Regarding the method. However, for the next 5 seconds, the entire apparatus is in a low weight state, the entire apparatus is in a floating state, and the recorded acceleration is almost 0, which means that a very high quality microgravity environment is realized. Have proved.
なお、第6A図は第4図及び第5図の弾道飛行実験にお
けるX,Y及びZ軸を示す図面である。Note that FIG. 6A is a drawing showing the X, Y, and Z axes in the ballistic flight experiment of FIGS. 4 and 5.
第6A図に示される無重力実験用航空機KC−135は本来
空中給油機であり、初期のジェット旅客機Boeing B−70
7型の原型となった高性能の航空機である。NASAはこの
タイプの航空機を改造して種々の無重力実験のために運
用している。The gravity-free experimental aircraft KC-135 shown in FIG. 6A was originally an aerial refueling machine, and was an early jet passenger aircraft Boeing B-70.
It is a high-performance aircraft that became the prototype of Type 7. NASA is modifying this type of aircraft and operating it for various weightless experiments.
1回の弾道飛行パターンを第6B図に示す。実験は10回
の弾道飛行を1セットとして1日に4セットを行い、こ
れを3日間繰り返して、合計120回行われた。1回の微
小重力持続時間は約20秒程度であるから、20秒×120=2
400秒=40分の無重力実験が提供される。A single ballistic flight pattern is shown in Figure 6B. The experiment was carried out 4 times a day with 10 ballistic flights as one set, and this was repeated for 3 days, for a total of 120 times. Since one microgravity duration is about 20 seconds, 20 seconds x 120 = 2
400 seconds = 40 minutes weightlessness experiment is offered.
本システムを前記の観察実験用モジュールに搭載し、
米国メキシコ湾上空にて微小重力実験を行った。This system is mounted on the observation experiment module,
A microgravity experiment was conducted over the US Gulf of Mexico.
これらのデータから、高品質の微小重力環境を得る場
合において、その加速度データのチェックに本発明によ
る小型加速度測定記録装置の有用性は明らかである。From these data, it is obvious that the small acceleration measurement recording apparatus according to the present invention is useful for checking the acceleration data when a high quality microgravity environment is obtained.
第7A図から第7J図までは第3図に示す装置の動作を説
明するフローチャートである。7A to 7J are flowcharts for explaining the operation of the apparatus shown in FIG.
第7A図は第3図に示す装置のソフトウエアの主ルーチ
ンを示し、ブロック21に示す初期化ルーチン、ブロック
22に示すSTARTから起動する測定開始、ブロック23にINT
ERで示す測定ルーチン、ブロック24に示すCLEARから始
まるファイルクリヤルーチン、ブロック25に示すファイ
ルNo.インクリメントルーチン、ブロック26に示すファ
イルNo.デクリメントルーチン、ブロック27に示すLEDド
ライブ、およびブロック28に示すスイッチ入力ルーチン
からなる。FIG. 7A shows the main routine of the software of the apparatus shown in FIG.
Start measurement starting from START shown in 22 and INT in block 23
Measurement routine indicated by ER, file clear routine starting from CLEAR shown in block 24, file No. increment routine shown in block 25, file No. decrement routine shown in block 26, LED drive shown in block 27, and switch shown in block 28 It consists of an input routine.
第7B図は測定ルーチンを示し、ブロック22aにおけるF
AT(file allocation table)をサーチして空ファイル
が存在するときはCPU割込み許可がブロック22bにあたえ
られてデータはブロック22cのメモリカセットに書込ま
れ測定ルーチンに入る。FIG. 7B shows the measurement routine, F in block 22a.
When an AT (file allocation table) is searched and an empty file exists, CPU interrupt permission is given to the block 22b, data is written in the memory cassette of the block 22c, and the measurement routine is entered.
第7C図はインターバルタイム変更ルーチンを示し、測
定インターバルタイムを増加するか減少するかをブロッ
ク23aおよび23bにて決定する。FIG. 7C shows an interval time changing routine, and it is determined in blocks 23a and 23b whether to increase or decrease the measurement interval time.
第7D図はファイルクリヤルーチンを示し、ファイルが
ブロック24aにおいてファイルが空でないとき先頭FATが
ブロック24bでサーチされFATはブロック24cでクリアさ
れる。DIRはディレクトリである。FIG. 7D shows a file clearing routine in which the head FAT is searched in block 24b and the FAT is cleared in block 24c when the file is not empty in block 24a. DIR is a directory.
第7E図および第7F図はファイル番号インクリメントお
よびデクリメントルーチンであり、第7G図はシステム初
期化ルーチンである。7E and 7F are the file number increment and decrement routines, and FIG. 7G is the system initialization routine.
第7H図は桁データをLEDディスプレイに表示するLEDド
ライブルーチンを示す。FIG. 7H shows an LED drive routine for displaying digit data on the LED display.
第7I図はスイッチ入力ルーチンを示す。 FIG. 7I shows a switch input routine.
第7J図はインタラプトルーチンを示し、インタラプト
信号によりこのルーチンが起動しサンプルホールド回路
が動作して、ホールドされたデータがディジタルデータ
に変換されてデータバッファに記憶される。FIG. 7J shows an interrupt routine, and this routine is activated by an interrupt signal to operate the sample hold circuit, and the held data is converted into digital data and stored in the data buffer.
本発明においては半導体メモリ素子を用いたメモリ媒
体が外部記憶媒体としてコンピュータシステムに用いら
れ、装着が完全であるかないかを外部メモリの1部の部
分的書込みおよび読出しによって確認する。In the present invention, a memory medium using a semiconductor memory device is used as an external storage medium in a computer system, and whether or not it is completely mounted is confirmed by partial writing and reading of a part of the external memory.
第8図は、本発明の原理説明図である。図中、RAMカ
ードに割り当てられた番地をN〜N+V(Nは開始アド
レス、Vは全容量)とすると、この範囲で、特定のアド
レス線が重複しないように、適当な間隔で番地P1,P2,・
・・,Pnを選び、この番地を対象として任意のデータを
書き込んだ後、直ちに読み出し、書き込んだデータと比
較するチェックを繰り返す。このチェックを複数回行
い、全ての番地について書き込んだデータと同一のデー
タが読み出せれば、RAMカードは正常に装着されている
ことが確かめられたことになる。FIG. 8 is an explanatory view of the principle of the present invention. In the figure, assuming that the addresses assigned to the RAM card are N to N + V (N is a start address, V is the total capacity), the addresses P 1 , P 2 , ・
.., P n is selected, and after writing arbitrary data to this address, it is immediately read and the check to compare with the written data is repeated. If this check is performed multiple times and the same data as the written data can be read for all addresses, it is confirmed that the RAM card is properly installed.
本発明では、RAMカードとして本質的に必要な電気的
接点、すなわち電源供給線、アドレス線、データ線、書
き込み読み出し制御線等の配線を接続するための接点以
外には、何ら物理的、ハードウェア的な付加を要求され
ない。In the present invention, other than the electrical contacts that are essentially necessary for a RAM card, that is, the contacts for connecting wirings such as power supply lines, address lines, data lines, and write / read control lines, no physical or hardware Is not required.
従って、このために従来必要であった空間が節約され
て、システムの小型軽量化に大きく貢献する。また、複
数のアドレスについての書き込みおよび読み出しをも行
うため、接点が確実に接続しているか、あるいはRAMカ
ード中のS−RAMが正常に機能しているかの検査をも兼
ねることができる。Therefore, the space conventionally required is saved for this reason, which greatly contributes to the reduction in size and weight of the system. Further, since writing and reading are also performed for a plurality of addresses, it is possible to serve also as a check as to whether the contacts are reliably connected or whether the S-RAM in the RAM card is functioning normally.
第9図に128kByteのRAMカードに対し、本発明による
記録媒体検出方式を適用した場合の一実施例を示す。FIG. 9 shows an embodiment in which the recording medium detection system according to the present invention is applied to a 128 kByte RAM card.
128kByteのメモリ空間のうち、アドレス&H00001,&H
000C0,&H00F38,&H06566,&H19A1B(&Hは16進数を表
す記号)を選んだ。まず、上記のアドレスに格納されて
いるデータを一時退避しておく。つぎに、これらのアド
レスのそれぞれにデータ&H12,&H24,&H58,&H7C,&HD
3を書き込み、直ちに読み出す。読み出したデータが書
き込んだデータと全て一致すれば、RAMカードは正常に
装着されているものとみなす。全く一致しなければ、RA
Mカードは装着されていないものとみなす。部分的に一
致しない場合は、RAMカードの不良あるいはコネクタに
おける接点不良等が考えられるため、その場合は適切な
処理(メッセージの表示等)をする。Address & H00001, & H out of 128kByte memory space
000C0, & H00F38, & H06566, & H19A1B (& H is a symbol representing a hexadecimal number) was selected. First, the data stored at the above address is temporarily saved. Then, data & H12, & H24, & H58, & H7C, & HD at each of these addresses
Write 3 and read immediately. If all of the read data matches the written data, it is considered that the RAM card is properly installed. If there is no match, RA
M card is considered not installed. If they do not match partially, there is a possibility that the RAM card is defective or the contact in the connector is defective. In that case, perform appropriate processing (such as displaying a message).
第10図は第3図に示す本発明の装置のさらに詳細なブ
ロック図であり、第10図において第3図における対応の
部分は第3図におけると同じ記号をもって示す。第11A
図ないし第11H図は第10図の装置のブロック図の詳細な
例を示す。FIG. 10 is a more detailed block diagram of the apparatus of the present invention shown in FIG. 3, in which corresponding parts in FIG. 3 are designated by the same symbols as in FIG. No. 11A
Figures 11 to 11H show detailed examples of block diagrams of the apparatus of Figure 10.
第11A図は第10図に示す制御部であって、第11A図に示
す部分はCPU40,ROM41,RAM42,PTM(プログラムタイマ)4
3、PIA(周辺インタフェースアダプタ)44およびメモリ
カセットインターフェース45を含む。第11A図に示すよ
うに、ROM41,RAM42,PIA44はアドレスバスA(A0〜A15)
およびデータバスD(D0〜D7)を介してCPUに結合され
る。素子40〜44はそれぞれIC1(MBL68B09),IC2(MB276
4−20),IC3(MB8464A−10LLP),IC4(MB8873H)および
IC(MB8874H)によって構成される。FIG. 11A shows the control unit shown in FIG. 10, and the portions shown in FIG. 11A are CPU40, ROM41, RAM42, PTM (program timer) 4
3. Includes PIA (Peripheral Interface Adapter) 44 and memory cassette interface 45. As shown in 11A Figure, ROM41, RAM42, PIA44 address bus A (A 0 ~A 15)
And it is coupled to the CPU through the data bus D (D 0 ~D 7). Elements 40 to 44 are IC 1 (MBL68B09) and IC 2 (MB276, respectively)
4-20), IC 3 (MB8464A-10LLP), IC 4 (MB8873H) and
Composed of IC (MB8874H).
第11B図は第10図に示すメモリカセットインターフェ
イス45を示し、メモリカセットインターフェース45はア
ドレスバスA、データバスDおよびコネクタを介してCP
Uとメモリカセット14との間に接続される。FIG. 11B shows the memory cassette interface 45 shown in FIG. 10, which is a CP via the address bus A, the data bus D and the connector.
It is connected between the U and the memory cassette 14.
第11C図は第10図に示すスイッチ、ディスプレイおよ
び遠隔制御器16(第3図におけるI/O回路16に相当)を
示し、第11C図の上方の部分はLEDディスプレイをもつ表
示部を示し、第11C図の下方の部分はスイッチおよび遠
隔制御部を示す。FIG. 11C shows the switch, the display and the remote controller 16 (corresponding to the I / O circuit 16 in FIG. 3) shown in FIG. 10, and the upper part of FIG. 11C shows a display unit having an LED display, The lower part of FIG. 11C shows the switch and remote control.
第11D図はA/Dコンバータ12のディジタル部分および第
10図のPGAインターフェース46を含むその周辺回路を示
し、第11E図は第10図に示すA/Dコンバータ12のアナログ
部分を示す。A/Dコンバータ12はIC28(AD7582KN)によ
って構成され、PGAインターフェース46はIC22,IC25,IC2
6およびIC27によって形成される。Figure 11D shows the digital portion of A / D converter 12 and
10 shows its peripheral circuitry including the PGA interface 46 of FIG. 10, and FIG. 11E shows the analog portion of the A / D converter 12 shown in FIG. A / D converter 12 is composed of IC28 (AD7582KN), PGA interface 46 is IC22, IC25, IC2
6 and formed by IC27.
第11F図は第3図に示す可変もしくはプログラマブル
利得制御増幅器(IC30,AD526BD)18a〜18cを示し、サン
プルホールド回路(IC31,AD389KD)およびインバータ増
幅器(IC32,LF356H)により構成され、プログラマブル
利得制御増幅器18a〜18cの出力はADコンバータIC28のア
ナログ部分に供給される。FIG. 11F shows the variable or programmable gain control amplifier (IC30, AD526BD) 18a to 18c shown in FIG. 3, which is composed of a sample hold circuit (IC31, AD389KD) and an inverter amplifier (IC32, LF356H), and is a programmable gain control amplifier. The outputs of 18a to 18c are supplied to the analog portion of the AD converter IC28.
第11G図は電源回路を示し、電力調節器IC36,IC37およ
びDC−DCコンバータIC38(AD940)によって構成され
る。FIG. 11G shows a power supply circuit, which is composed of power regulators IC36 and IC37 and a DC-DC converter IC38 (AD940).
第11H図は第3図に示すメモリカセット回路14を示
し、メモリカセットコネクタ19を介して第11B図に示す
メモリカセットインターフェースに接続される。メモリ
カセット回路14は4つのIC35(MB82256)によって構成
され、メモリカセット回路14の容量は128Kバイトであ
る。11H shows the memory cassette circuit 14 shown in FIG. 3, which is connected to the memory cassette interface shown in FIG. 11B through the memory cassette connector 19. The memory cassette circuit 14 is composed of four ICs 35 (MB82256), and the capacity of the memory cassette circuit 14 is 128 Kbytes.
第12A図は本発明にかゝる記憶装置の1実施例のメモ
リマップを示す。メモリカセット内のデータ管理方式を
以下説明する。第12A図においてディレクトリDIRECTORY
は&H00002〜&H0000C7におかれファイルNo.01〜99に
対応しており、ファイルNo.をFとすると、〔F×2〕
番地にFATの先頭番地を、〔F×2+1〕番地にサンプ
リングタイムを格納する。データが記憶されていないフ
ァイルNo.の場合は、〔F×2〕に&H00が書かれる。FIG. 12A shows a memory map of one embodiment of the storage device according to the present invention. The data management system in the memory cassette will be described below. In Figure 12A the directory DIRECTORY
Corresponds to file Nos. 01 to 99 in & H00002 to & H0000C7, and if the file No. is F, then [F × 2]
The head address of FAT is stored in the address, and the sampling time is stored in the address [F × 2 + 1]. & H00 is written in [F × 2] for the file No. in which no data is stored.
FATは&H00102〜&H001FFに置かれ、16進アドレスの
下位2桁がブロック番号&H02〜&HFF)に対応する。FA
Tが&H00の場合は、対応するブロックにはデータが記録
されていない。データが記録されている場合には、次の
FATのナンバーが書かれる。&H01の場合は、そのブロッ
クが最終ブロックであることを意味する。The FAT is placed in & H00102 to & H001FF, and the lower 2 digits of the hexadecimal address correspond to the block number & H02 to & HFF). FA
When T is & H00, no data is recorded in the corresponding block. If the data is recorded,
The FAT number is written. && H01 means that the block is the last block.
データ領域は、各512バイトずつ、ブロック番号&H02
〜&HFFに分けられている。一つのブロック内では、デ
ータは時系列に従って、x,y,zの順に格納されてゆく。
一軸あたり2バイトが必要であるため、2×3=6バイ
トで1回のサンプリングのデータが構成される。従っ
て、1ブロックあたり512÷6≒85(85+2)個のデー
タが記録される。余りの2バイトは未使用である。ブロ
ック番号と実アドレスの対応は、ブロック番号をB、実
アドレスをADとすると、AD=B×512である。これは、
実アドレスの上位8ビットをブロック番号にみなせばよ
い。Data area is 512 bytes each, block number & H02
~ & HFF. In one block, data is stored in the order of x, y, z according to time series.
Since 2 bytes are required for each axis, 2 × 3 = 6 bytes form one sampling data. Therefore, 512 ÷ 6≈85 (85 + 2) pieces of data are recorded per block. The remaining 2 bytes are unused. The correspondence between the block number and the real address is AD = B × 512, where B is the block number and AD is the real address. this is,
The upper 8 bits of the real address may be regarded as the block number.
一つのデータの構成は第12B図に示すとおりである。
電圧信号はデータ/2048×倍率で換算することができ
る。The structure of one data is shown in FIG. 12B.
The voltage signal can be converted by data / 2048 × magnification.
第13図は本発明にかゝる加速度測定系の配置図を示
し、記号14は第3図に示すメモリカセットを示す。FIG. 13 shows a layout of the acceleration measuring system according to the present invention, and symbol 14 shows the memory cassette shown in FIG.
第14図は地上作業部分におけるメモリカセット読出装
置のブロック図である。第14図のブロック図に示すよう
に、メモリカセット14の内容はメモリカセットインター
フェース50を介してパーソナルコンピュータ51へ転送す
る。転送されたデータはフロッピィディスクドライブ52
によってフロッピィディスクに蓄えられる。この時点で
データは取り扱いやすいデータに変換され他のシステム
でも利用できる。FIG. 14 is a block diagram of the memory cassette reading device in the ground work portion. As shown in the block diagram of FIG. 14, the contents of the memory cassette 14 are transferred to the personal computer 51 via the memory cassette interface 50. The transferred data is the floppy disk drive 52
Stored on a floppy disk. At this point, the data is converted into data that is easy to handle and can be used in other systems.
第15図は第14図に示すメモリカセットインターフェー
ス50の詳細回路図である。第15図において、LS273およ
びLS175はメモリカセットの書込および読出しアドレス
を特定するためのラッチ、LS640,LS245はデータバスト
ランシーバーを示し、パーソナルコンピュータとカセッ
トメモリデータ間のインターフェースにおいてデータの
方向を制御する。さらにLS123は書込読出のタイミング
を制御するワンショットマルチ、またはLS20,30,139は
パーソナルコンピュータのアドレスを選択するためのア
ドレスデコーダである。FIG. 15 is a detailed circuit diagram of the memory cassette interface 50 shown in FIG. In FIG. 15, LS273 and LS175 are latches for specifying the write and read addresses of the memory cassette, LS640 and LS245 are data bus transceivers, and control the data direction at the interface between the personal computer and the cassette memory data. . Further, LS123 is a one-shot multi that controls the timing of writing and reading, or LS20, 30, 139 is an address decoder for selecting the address of the personal computer.
以上示したように、本発明は小型で高速に物体に加わ
る加速度を測定することが可能なため、従来の装置では
測定不可能であった微小な空間にセットされた実験系の
加速度変化を容易に測定することができる。本発明に従
えば、例えば30分の1秒以下の高速測定及び記録が可能
である。As described above, since the present invention is small and can measure the acceleration applied to an object at high speed, it is easy to change the acceleration of an experimental system set in a minute space that cannot be measured by a conventional device. Can be measured. According to the present invention, high-speed measurement and recording of, for example, 1/30 second or less are possible.
さらにまた本発明によれば、簡便な構成で、確実にRA
Mカードの有無を検出することが可能である。本発明に
より、コンピュータの外部記憶素子としてのRAMカード
が小型軽量化され、システム全体の小型化に役立つ。ま
た、確実にRAMカードの存在が検知できるため、システ
ムの高信頼化を達成することができる。Furthermore, according to the present invention, the RA can be reliably and simply configured.
It is possible to detect the presence or absence of an M card. According to the present invention, a RAM card as an external storage element of a computer is reduced in size and weight, which is useful for reducing the size of the entire system. Moreover, since the presence of the RAM card can be detected with certainty, it is possible to achieve high reliability of the system.
本装置を米国航空宇宙局(NASA)の無重力実験専用航
空機KC−135による微小重力実験に用いて性能の検証を
行った結果を以下に示す。The following shows the results of verification of the performance by using this device in a microgravity experiment using the NASA-dedicated aircraft for weightless experiment KC-135.
第16図はZ方向加速度が0.1G以下であった時間を各弾
動飛行について求め、時間を横軸にとったヒストグラム
を示す。これから、21秒を中心に、最小18秒から最大24
秒程度の間に持続時間が分布している。FIG. 16 shows a histogram in which the time when the Z-direction acceleration is 0.1 G or less is obtained for each ballistic flight and the time is plotted on the horizontal axis. From now on, focusing on 21 seconds, minimum 18 seconds to maximum 24
The duration is distributed over about a second.
第17図はZ方向加速度が0.1G以下になった時間の前後
1秒のデータを破棄し、データを平均化することで、1
回の弾動飛行中の残留加速度レベルを求めた。残留加速
度を横軸にとったヒストグラムを示す。この図より、残
留加速度のレベルは12〜14mGにピークのある分布を示し
ている。Figure 17 shows that by discarding the data for 1 second before and after the time when the Z-direction acceleration became 0.1 G or less and averaging the data, 1
The residual acceleration level during the ballistic flight was determined. A histogram showing the residual acceleration on the horizontal axis is shown. From this figure, the residual acceleration level shows a distribution with a peak at 12 to 14 mG.
第18図は実験モジュール浮遊時は、持続時間が短かか
ったため、残留加速度が5mG以下になった期間(16回存
在)内に得られた1163個のデータのヒストグラム(第18
図)で残留加速度の分布を示した。ほぼOG(単純平均す
ると−2μG)を中心に、標準偏差1mG程度のゆらぎで
あることが示されている。すなわち、実験モジュールの
浮遊により、加速度環境はμGレベルにまで著しく向上
する。実験モジュールを機体に固定した場合(前述)に
ついての、52086個のデータについての同様ヒストグラ
ムを第19図に示す。Fig. 18 shows a histogram of 1163 data obtained during the period when the residual acceleration was 5 mG or less (existing 16 times) because the duration was short while the experimental module was floating (Fig. 18
Figure) shows the distribution of residual acceleration. It is shown that the fluctuation is about 1 mG with a standard deviation of about OG (simple average is -2 μG). That is, the floating of the experimental module significantly improves the acceleration environment to the μG level. FIG. 19 shows a similar histogram for 52086 data when the experimental module is fixed to the airframe (described above).
前途の如く、残留加速度が継続して5mG以下であった
期間内に得られた1163個のデータについて、残留加速度
の分布を見るとほぼOG(単純平均では−2μG)を中心
に、標準偏差1mG程度のゆらぎであることがわかった。
すなわち、実験装置の浮遊により、加速度環境はμGレ
ベルにまで著しく向上したがこのことは、航空機に固定
した場合の残留加速度データ(52086個)との比較(黒
四角)によりさらに明確になる。As shown in the previous section, the distribution of residual acceleration of 1163 data obtained during the period when the residual acceleration continued to be 5 mG or less showed a standard deviation of 1 mG around OG (simple average -2 μG). It was found to be a fluctuation.
In other words, the floating environment significantly improved the acceleration environment to the μG level, which is further clarified by comparison with the residual acceleration data (52086 pieces) when fixed to an aircraft (black square).
加速度測定のデータには、第4図に見られるように若
干の振動成分が重畳している。振動成分における特定の
周波数成分の有無を調べるため、フーリエ変換により微
小重力状態の振動を解析した。一例を(第20図)に示
す。この解析からは特定の周波数の振動成分は見出され
なかった。また、機体に固定した場合と実験モジュール
を浮遊した場合とでは、振動成分のパワーに1桁以上の
差がある 航空機KC−135に搭載して微小重力実験の間に加速度
を測定するためにコンパクトな3軸加速度測定システム
が開発された。この加速度測定システムは次の特徴を有
する、すなわち1)ダイナミック範囲の広いこと、2)
小型軽量であること、3)機械的衝撃および振動に対し
て記憶媒体が高信頼度であることおよび4)電池駆動系
の電力消費が少ないことである。航空機を用いた微小重
力実験において無重力状態での残留重力の分布はほぼ正
規分布状である。残留重力の平均値は13±25mGであっ
た。微少重力状態の期間および間隔はそれぞれ21秒およ
び81秒であった。KC−135室内の加速度測定系をもった
減少重力実験に対する装置の浮遊残留重力を0.002±1mG
と大幅に改良した。As shown in FIG. 4, a slight vibration component is superimposed on the acceleration measurement data. In order to investigate the presence or absence of a specific frequency component in the vibration component, we analyzed the vibration in the microgravity state by Fourier transform. An example (Fig. 20) is shown. No vibration component of a specific frequency was found from this analysis. In addition, there is a difference of one digit or more in the power of the vibration component between when it is fixed to the airframe and when the experimental module is suspended. It is mounted on the aircraft KC-135 and compact to measure acceleration during microgravity experiments. A new 3-axis acceleration measurement system was developed. This acceleration measuring system has the following features: 1) Wide dynamic range 2)
It is small and lightweight, 3) the storage medium has high reliability against mechanical shock and vibration, and 4) the battery drive system consumes less power. In microgravity experiments using an aircraft, the distribution of residual gravity in a zero gravity state is almost normal. The average value of residual gravity was 13 ± 25 mG. The period and interval of microgravity were 21 and 81 seconds, respectively. KC-135 The floating residual gravity of the equipment for the reduced gravity experiment with the accelerometer in the room was 0.002 ± 1 mG
And greatly improved.
従来の加速度測定装置では、磁気テープやフロッピィ
ディスクが記録媒体として利用されているため小型化が
難しく、過酷な振動環境にさらされることに対して脆弱
であることが予想された。また機械的駆動部の発する振
動が実験系の微小重量環境を劣化させる懸念があった。
さらに複数の実験で加速度測定装置を共有してそれぞれ
の局所環境を計測するためにはポータブルであることが
望ましく、電源を内蔵する必要がある。一方、微小重力
状態のみならず、過渡的な過重力状態(ロケットの打ち
上げなど)を測定することも宇宙実験の遂行上意義があ
り、広い測定レンジが求められていた。これらの問題を
解決するため以下の項目が課題であった。(1)小型・
軽量化(体積4000cc、重量4kg以下) (2)機械的駆動部の排除 (3)電源駆動が可能なこと (4)ワイドレンジ化(10G〜10μG) 上記課題は上述した本発明装置により達成された 〔小型軽量化〕 記憶媒体に、256KビットスタティクRAMをモジュール
化した“メモリカセット”を採用しメモリカセットは、
コネクタにより本体に容易に着脱可能とする。加速度セ
ンサの信号はA/Dコンバータでディジタル化され、時系
列のデータとしてメモリカセット内に格納される。メモ
リカセットの使用により、記録部の体積・重量とも従来
の1/5以下にすることができ、機械的駆動部の排除も可
能となる。It is expected that the conventional acceleration measuring device is difficult to be miniaturized because it uses a magnetic tape or a floppy disk as a recording medium, and is vulnerable to being exposed to a severe vibration environment. In addition, there is a concern that vibration generated by the mechanical drive unit may deteriorate the micro-weight environment of the experimental system.
Furthermore, in order to share the acceleration measuring device in a plurality of experiments and measure each local environment, it is desirable to be portable, and it is necessary to incorporate a power supply. On the other hand, measuring not only the microgravity state but also the transient hypergravity state (such as the launch of a rocket) is significant in the execution of the space experiment, and a wide measurement range was required. The following items were issues to solve these problems. (1) Small size
Weight reduction (volume 4000 cc, weight 4 kg or less) (2) Elimination of mechanical drive unit (3) Power source drive possible (4) Wide range (10 G to 10 μG) The above-mentioned problems are achieved by the device of the present invention described above. [Small and lightweight] The memory cassette uses a "memory cassette" that is a modularized 256K-bit static RAM.
It can be easily attached to and detached from the main body by the connector. The signal from the acceleration sensor is digitized by the A / D converter and stored in the memory cassette as time series data. By using a memory cassette, the volume and weight of the recording unit can be reduced to less than 1/5 of the conventional volume, and the mechanical drive unit can be eliminated.
メモリカセットに記録されたデータは、実験後にイン
ターフェース回路を通じてコンピュータで読み出し、グ
ラフ化各種数値演算等のデータ処理を行う。After the experiment, the data recorded in the memory cassette is read by a computer through an interface circuit and subjected to data processing such as various numerical operations for graphing.
マイクロプロセッサおよび周辺のロジックなどディジ
タルICには+5Vが、加速度センサや高精度のA/Dコンバ
ータなどのアナログ信号処理系の素子には±15Vの電源
が必要である。ニッケル−カドミウム電池モジュール
(7.2V.1200mAh)から安定化電源で+5Vを作り、DC−DC
コンバータで±15Vを得る。アナログ信号処理系におい
てはリップルなどのノイズの影響が大きいため、特に低
ノイズのDC−DCコンバータを選択した。これにより、一
個の電池モジュール(130×45×22mm)で1時間の連続
動作が可能となった。Power supplies of + 5V are required for digital ICs such as microprocessors and peripheral logic, and ± 15V for analog signal processing elements such as acceleration sensors and high-precision A / D converters. Make + 5V with stabilized power supply from nickel-cadmium battery module (7.2V.1200mAh), DC-DC
Get ± 15V with converter. In an analog signal processing system, noise such as ripple has a large effect, so a low noise DC-DC converter was selected. As a result, one battery module (130 x 45 x 22 mm) enabled continuous operation for 1 hour.
可変利得増幅器を加速度センサA/Dコンバータの間に
設置し、マイクロコンピュータで常に最適増幅率になる
ようにリアルタイムで制御する。A/Dコンバータの分解
能は12ビットであるが、これにより、16ビット以上のレ
ンジが実現できた。A variable gain amplifier is installed between the A / D converters of the acceleration sensor, and the microcomputer always controls in real time so that the optimum amplification factor is obtained. The resolution of the A / D converter is 12 bits, which made it possible to achieve a range of 16 bits or more.
本装置を米国航空宇宙局(NASA)の無重力実験専用航
空機・KC−135による微小重力実験に用いて、性能の検
証を行い良好な上記結果を得た。微小重力実験に適した
世界最小の三軸加速度測定記録装置を開発した。航空機
用および宇宙用の2種類の製品化が進められている。こ
れら二つのタイプの諸性能を表1に示す。This device was used in a microgravity experiment using the NASA's KC-135, an aircraft for exclusive use in weightlessness experiments, and the performance was verified and good results were obtained. We have developed the world's smallest triaxial acceleration measurement recorder suitable for microgravity experiments. Two types of products for aircraft and space have been commercialized. Table 1 shows the performance of these two types.
微小重力実験用として、従来になく小型でポータブル
な本発明加速度測定記録装置により、微小重力下にある
実験装置の加速度環境を精密に測定することが可能にな
った。 For microgravity experiments, the acceleration measuring and recording apparatus of the present invention, which is smaller and more portable than ever before, enables precise measurement of the acceleration environment of the experimental apparatus under microgravity.
加速度センサブロックとして、本システム用の加速度
センサには、 スタティックな加速度変化が検出可能で、 微小重力領域で、十分な精度を有し、 小型軽量で低消費電力である、 ことが要求される。本システムではこの条件に最も適し
ているサーボ方式の加速度センサを使用し、航空機の主
翼方向(X軸)および進行方向(Y軸)にはスパン±1G
の加速度センサを、鉛直方向(Z軸)にはスパン±4Gの
加速度センサを使用した。計測制御部では、センサから
の信号を適当な倍率で増幅し、A/D変換器でディジタル
値に変換した後、メモリカセットに転送する処理を行
う。この処理を行うため、8ビットのマイクロプロセッ
サを使用した専用のマイクロコンピュータモジュールと
し、マイクロプロセッサはROMに格納されたプログラム
に従い、以下の動作を行う。As an acceleration sensor block, the acceleration sensor for this system is required to be able to detect static acceleration changes, have sufficient accuracy in the microgravity region, be small and lightweight, and have low power consumption. This system uses a servo-type acceleration sensor that is most suitable for this condition, and has a span of ± 1G in the main wing direction (X axis) and advancing direction (Y axis) of the aircraft.
Acceleration sensor with a span of ± 4 G in the vertical direction (Z axis). The measurement control unit amplifies the signal from the sensor by an appropriate magnification, converts it into a digital value by the A / D converter, and then transfers it to the memory cassette. In order to perform this processing, a dedicated microcomputer module using an 8-bit microprocessor is used, and the microprocessor performs the following operations according to the program stored in the ROM.
センサ信号増幅率の最適化 サンプリング信号の発生 メモリカセットの管理 コマンドの入力・動作状況の表示 メモリカセットは、半導体メモリを使用した記憶媒体
である。今回開発したものは、1個のカセットあたり12
8kbyteの容量を有し、サンプリング間隔10ms〜100msに
対応して、210〜2100s間の連続測定が可能となる。ま
た、航空機実験では、一つの実験が比較的短時間で終了
するため、測定データを複数の自由長ファイルに割り当
てられるようにして、メモリの容量を有効に活用できる
ようにする。Optimization of sensor signal amplification Sampling signal generation Memory cassette management Command input / operation status display The memory cassette is a storage medium that uses semiconductor memory. The number of products developed this time is 12 per cassette.
It has a capacity of 8 kbytes and is capable of continuous measurement between 210 and 2100 s corresponding to the sampling interval of 10 ms to 100 ms. Further, in the aircraft experiment, one experiment is completed in a relatively short time, so that the measurement data can be assigned to a plurality of free length files so that the memory capacity can be effectively utilized.
本発明にかかる小型加速度測定記録装置は車、車両も
しくはロケットの加速度測定記録に用いることができ
る。The small acceleration measurement recording device according to the present invention can be used for acceleration measurement recording of a car, a vehicle, or a rocket.
第1図は従来の加速度測定記録装置のブロック図、第2
図は本発明にかゝる加速度測定記録装置の構成原理の説
明図、第3図は本発明にかゝる装置の1実施例のブロッ
ク図、第4図および第5図は本発明において弾道飛行航
空機を用いた微小重力実験から得られた加速データの1
例、第6A図はパラボリック飛行航空機KC−135における
加速度測定における測定軸を示す図、第6B図はKC−135
航空機の弾道飛行の軌跡を示す図、第7A図ないし第7J図
は第3図の装置の動作を説明するためのフローチャー
ト、第8図は第3図に示す装置に外部メモリの正確な装
置を確認するための原理説明図、第9図は第8図に示す
外部メモリの正確な装着を確認するための1実施例の
図、第10図は第3図に示す装置のさらに詳細なブロック
図、第11A図ないし第11H図は第10図の装置の各ブロック
における詳細回路図、第12A図は第10図に示すメモリカ
セットのメモリマップ、第12B図は12A図に示すマップの
1ブロックの構成を示す図、第13図は本発明にかゝる加
速度計の外観図、第14図は測定終了後地上の作業所にお
いてメモリカセットの内容を読出す装置のブロック図、
第15図は第14図に示すブロック図のカセットインターフ
ェースの詳細回路図、第16図は減少重力時間の分布を示
す図、第17図は平均減少重力の分布を示す図、第18図は
実験装置が浮遊した状態における減少重力データの分布
を示す図、第19図は実験装置が航空機に固定された場合
の減少重力データの分布を示す図、第20図は重力変動の
パワースペクトラムを示す図である。 11,11a,11b,11c……加速度センサ、 12……AD変換器、13……制御素子、 14……外部記憶装置、15……電源回路、 16……入出力回路。FIG. 1 is a block diagram of a conventional acceleration measurement recording device, and FIG.
FIG. 3 is an explanatory view of the principle of construction of an acceleration measuring and recording apparatus according to the present invention, FIG. 3 is a block diagram of one embodiment of the apparatus according to the present invention, and FIGS. 4 and 5 are ballistics according to the present invention. Acceleration data obtained from microgravity experiments using a flying aircraft 1
For example, FIG. 6A is a diagram showing measurement axes in acceleration measurement in the parabolic flight aircraft KC-135, and FIG. 6B is KC-135.
FIG. 7A to FIG. 7J are flow charts for explaining the operation of the device of FIG. 3, and FIG. 8 is a diagram showing the trajectory of the ballistic flight of the aircraft. FIG. 9 is an explanatory view of the principle for confirmation, FIG. 9 is a diagram of one embodiment for confirming the correct mounting of the external memory shown in FIG. 8, and FIG. 10 is a more detailed block diagram of the apparatus shown in FIG. 11A to 11H are detailed circuit diagrams in each block of the apparatus of FIG. 10, FIG. 12A is a memory map of the memory cassette shown in FIG. 10, and FIG. 12B is one block of the map shown in FIG. 12A. FIG. 13 is a diagram showing the configuration, FIG. 13 is an external view of an accelerometer according to the present invention, and FIG. 14 is a block diagram of a device for reading the contents of a memory cassette at a work place on the ground after the measurement is completed.
FIG. 15 is a detailed circuit diagram of the cassette interface of the block diagram shown in FIG. 14, FIG. 16 is a diagram showing the distribution of the reduced gravity time, FIG. 17 is a diagram showing the distribution of the average reduced gravity, and FIG. 18 is an experiment. Fig. 19 is a diagram showing the distribution of the reduced gravity data when the device is floating, Fig. 19 is a diagram showing the distribution of the reduced gravity data when the experimental device is fixed to the aircraft, and Fig. 20 is a diagram showing the power spectrum of gravity fluctuation. Is. 11,11a, 11b, 11c ... Accelerometer, 12 ... AD converter, 13 ... Control element, 14 ... External storage device, 15 ... Power supply circuit, 16 ... Input / output circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 省三 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 浅野 高治 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 鈴木 博章 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 菅間 明夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 小嶋 尚美 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−168596(JP,A) 実開 昭60−79164(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Shozo Fujita 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited (72) Inventor Takaharu Asano 1015, Kamedotachu, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Fujitsu Limited (72) Inventor Hiroaki Suzuki 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited (72) Inventor Akio Sugama 1015, Uedotachu, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Naomi Kojima 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited (56) References JP 61-168596 (JP, A) JP 60-79164 (JP, U)
Claims (12)
データを測定・記録する小型加速度測定記録装置であっ
て、サーボ型加速度センサと、該サーボ型加速度センサ
に接続された可変利得制御増幅器(PGA)と、該可変利
得制御増幅器に接続されたサンプルホールド回路(S&
H)と、該サンプルホールド回路に接続され該加速度セ
ンサのアナログ出力信号をディジタル信号に変換するA/
D変換器と、該A/D変換器に接続され該ディジタル信号の
処理を行う中央処理装置(CPU)、該中央処理装置に各
々接続される読出専用記憶素子(ROM)、随時書込読出
可能記憶素子(RAM)、プログラマブルタイマ(PTM)、
可変利得制御増幅器インターフェース、周辺インターフ
ェースアダプタ(PIA)、及びメモリカセットインター
フェースを備える制御素子と、該制御素子にコネクタを
介して着脱可能に装着され加速度の変化データをストア
する機械的駆動部を有しない外部記憶装置と、該制御素
子に接続される入出力装置と、該サーボ型加速度セン
サ、該可変利得制御増幅器(PGA)、該サンプルホール
ド回路(S&H)と、該A/D変換器、該制御素子、該外
部記憶装置、該入出力装置に電力を供給するバッテリと
を有し、該中央処理装置は該読出専用記憶素子(ROM)
に格納されたプログラムに従い、加速度センサ信号増幅
率の決定、サンプリング信号の発生、該外部記憶装置の
管理、コマンドの入力・動作状況の表示並びに該可変利
得制御増幅器の最適増幅率の常時制御を成し、該小型加
速度測定記録装置は測定すべき運動系に搭載され、又、
該小型加速度測定記録装置は該バッテリにより駆動され
ることを特徴とする小型加速度測定記録装置。1. A compact acceleration measurement recording device for measuring and recording the momentary change data of acceleration mounted on a motion system, the servo type acceleration sensor and a variable gain control amplifier connected to the servo type acceleration sensor. (PGA) and a sample hold circuit (S & S connected to the variable gain control amplifier
H) and A / which is connected to the sample and hold circuit and converts the analog output signal of the acceleration sensor into a digital signal.
D converter, central processing unit (CPU) connected to the A / D converter for processing the digital signal, read-only storage element (ROM) connected to the central processing unit, writable and readable at any time Memory element (RAM), programmable timer (PTM),
A control element having a variable gain control amplifier interface, a peripheral interface adapter (PIA), and a memory cassette interface, and a mechanical drive unit detachably attached to the control element via a connector for storing acceleration change data are not provided. An external storage device, an input / output device connected to the control element, the servo type acceleration sensor, the variable gain control amplifier (PGA), the sample hold circuit (S & H), the A / D converter, the control An element, the external storage device, and a battery that supplies power to the input / output device, and the central processing unit includes the read-only storage element (ROM)
According to the program stored in, the acceleration sensor signal amplification factor is determined, the sampling signal is generated, the external storage device is managed, the command input / operation status is displayed, and the optimum amplification factor of the variable gain control amplifier is constantly controlled. However, the small acceleration measurement recording device is mounted on the motion system to be measured,
The small acceleration measurement recording device is driven by the battery.
はビデオ画像の1フレーム時間以下であり測定系におけ
るビデオ記録データに対応する請求項1に記載の装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the sampling time of the A / D converter (12) is one frame time or less of a video image and corresponds to video recording data in a measuring system.
度の変化データを測定記録する三つのサーボ型加速度セ
ンサ(11a,11b,11c)を有する請求項1または2に記載
の装置。3. The servo type acceleration sensor (11a, 11b, 11c) according to claim 1 or 2, further comprising three servo type acceleration sensors (11a, 11b, 11c) for measuring and recording change data of accelerations in three mutually orthogonal (x, y, z) directions. apparatus.
利得制御は上記制御素子の上記中央処理装置(CPU)(4
0)によりフルスケール値に対する測定値を自動的に計
算することにより自動的に行う請求項1−3のいずれか
に記載の装置。4. The gain control of the variable gain control amplifier (PGA) (18) is performed by the central processing unit (CPU) (4) of the control element.
The apparatus according to any one of claims 1 to 3, which is automatically performed by automatically calculating a measurement value with respect to a full scale value according to 0).
実験の終了後他の装置で読取られ、処理される請求項1
−4のいずれかに記載の装置。5. The recorded data in the external storage device (14) is read and processed by another device after the end of the experiment.
4. The device according to any one of -4.
らの出力信号をトリガとして加速度測定の開始点と終了
点を自動的に決定する手段を有する請求項1−5のいず
れかに記載の装置。6. The apparatus according to claim 1, further comprising means for automatically determining a start point and an end point of acceleration measurement by using an output signal from the servo type acceleration sensor (11) as a trigger. .
ローティングの開始又は無重力実験のスタート、並び
に、フローフローティングの停止又は無重力実験の終了
のサンプリング時間を決定し、サンプリング時間が制御
される様にフリーフローティング機構にその値をフィー
ドバックする請求項1−5のいずれかに記載の装置。7. The control element (13) determines a sampling time for starting free-floating or starting a zero-gravity experiment of the experimental apparatus, and stopping flow-floating or ending a zero-gravity experiment, and controlling the sampling time. An apparatus according to any of claims 1-5, wherein the value is fed back to a free floating mechanism.
ステムへの上記外部記憶装置(14)の正確な装着を決定
する手段を有し、該手段は特別なアドレスにデータを書
込む手段と、該データを読出す手段と、しかる後、該書
込データと該読出データを比較する手段と、該読出デー
タが該書込データに一致した時、該外部記憶装置が正し
く装着されたことを判定する手段からなる請求項1−7
のいずれかに記載の装置。8. Further comprising means for determining the correct mounting of said external storage device (14) in a computer system for data processing, said means comprising means for writing data to a special address and said data. And a means for comparing the write data with the read data, and a means for determining that the external storage device has been correctly attached when the read data matches the write data. Claim 1 consisting of
The device according to any one of 1.
を用いて、無重力実験システムを該スペースシャトル又
は該航空機からフリーフローティングした状態の微小重
力状態を介して無重力実験を行う際、請求項1−8記載
の装置のいずれかを該無重力実験システムに搭載して加
速度を測定記録する方法。9. A weightlessness experiment is performed using a space shuttle or an aircraft in ballistic flight through a weightlessness experiment system through a microgravity state in a state of free floating from the space shuttle or the aircraft. A method for measuring and recording acceleration by mounting any one of the described devices on the weightless experimental system.
値以下に成った時を開始点とし実験を開始し、加速度が
低から高へ変化し所定の値以上に成った時を終了点とし
実験を終了する請求項2記載の装置を用いて無重力実験
を行う請求項9に記載の方法。10. The experiment starts when the acceleration changes from high to low and is below a predetermined value, and the experiment is started, and ends when the acceleration changes from low to high and above a predetermined value. The method according to claim 9, wherein a weightlessness experiment is performed using the apparatus according to claim 2, which ends the experiment.
I−V族合成半導体結晶成長実験、および固有半導体結
晶成長実験であって、その無重力実験が加速度が高から
低に変化し予め決められた値以下になった時をスタート
点として開始され、加速度が低から高に変化し予めきめ
られた値以上になったときを終了点として終了しサンプ
ルホールド回路が自動的にサンプルを行う請求項9もし
くは10に記載の方法。11. The weightlessness test is a protein growth test, II
In the IV group synthetic semiconductor crystal growth experiment and the intrinsic semiconductor crystal growth experiment, the zero-gravity experiment is started with the acceleration changing from high to low and being equal to or less than a predetermined value. The method according to claim 9 or 10, wherein when the value changes from low to high and becomes equal to or larger than a predetermined value, the sampling is ended by the sampling and holding circuit automatically ending.
の加速度を測定・記録する小型加速度測定記録装置であ
って、10G〜10-6Gの範囲の加速度を検出するサーボ型加
速度センサと、該サーボ型加速度センサのアナログ出力
信号をディジタル信号に変換するA/D変換器と、該ディ
ジタル信号の処理を行う制御素子と、該制御素子にコネ
クタを介して着脱可能に装着され加速度の変化データを
蓄積する機械的駆動部を有しない外部記憶装置と、該サ
ーボ型加速度センサ、該A/D変換器、該制御素子、該外
部記憶装置に電力を供給するバッテリから構成され、上
記小型加速度測定記録装置が宇宙船又は弾道飛行中の航
空機において該宇宙船又は該航空機からフリーフローテ
ィング可能な無重力実験システムに搭載され、上記外部
記憶装置は該小型加速度測定記録装置の筐体の外部にコ
ネクタ手段をもって着脱可能に取り付けられ、上記小型
加速度測定記録装置は上記バッテリによって駆動される
ことを特徴とする小型加速度測定記録装置。12. A small acceleration measurement recording device for measuring and recording an acceleration in the range of 10 G to 10 −6 G in a microgravity environment, the servo type acceleration sensor detecting an acceleration in the range of 10 G to 10 −6 G. An A / D converter for converting an analog output signal of the servo type acceleration sensor into a digital signal, a control element for processing the digital signal, and an acceleration / removal of an acceleration which is detachably attached to the control element via a connector. An external storage device that does not have a mechanical drive unit that stores change data, a servo type acceleration sensor, the A / D converter, the control element, and a battery that supplies power to the external storage device. An acceleration measurement recording device is installed in a spacecraft or a ballistic flying aircraft in a weightless experiment system capable of free floating from the spacecraft or the aircraft, and the external storage device is the small acceleration device. Detachably mounted with the outside connector means of the casing of the constant recording apparatus, the above-mentioned small acceleration measurement recording device compact acceleration measurement recording device characterized in that it is driven by the battery.
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